مدلسازی عددی پمپ های دیافراگمی تزریق با در نظر گرفتن برهمکنش سیال و سازه

در این مقاله عملکرد یک نمونه از پمپ های دیافراگمی تزریق مورد استفاده در سیستم های بودارکننده تزریقی ایستگاه های تقلیل فشار گاز، با در نظر گرفتن تاثیرات برهمکنش سیال و سازه، شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. شبیه سازی عملکرد پمپ دیافراگمی مورد مطالعه در نوسان دیافراگم با دوره تناوب یک ثانیه و سه دامنه حرکت 0.8 و 0.5 و 0.2 میلی متر، نشان می دهد که با افزایش دامنه نوسان دیافراگم، سرعت سیال و دبی سیال خروجی از پمپ افزایش می یابد. به طوریکه میزان دبی متوسط خروجی پمپ در دامنه های مذکور به ترتیب برابر با 0.002، 0.0013 و 0.0005 کیلوگرم بر ثانیه است. البته با افزایش دامنه نوسان دیافراگم از 0.2 به 0.8 میلی متر، مقدار تنش حداکثر اعمالی به دیافراگم نیز از 32.2 به 99.2 مگاپاسکال (معادل 208 درصد) افزایش می یابد. همچنین تاثیر فرکانس نوسان دیافراگم بر عملکرد پمپ بررسی شده و نتایج نشان می دهد که دبی پمپ نسبت مستقیم و خطی با فرکانس نوسان دیافراگم دارد، در صورتیکه تنش اعمالی بر دیافراگم وابسته به فرکانس نیست. بر اساس نتایج به دست آمده اگر به جای آنکه پمپ در دامنه حرکت دیافراگم 0.8 میلی متر و فرکانس 1 هرتز کارکند، دامنه حرکت دیافراگم روی 0.5 میلی متر و فرکانس 1.6 هرتز تنظیم شود، دبی پمپ دقیقا یکسان خواهد بود، در حالیکه تنش حداکثر در دیافراگم حدود 30 درصد کاهش یافته و احتمال آسیب آن کمتر می شود.